Redis——Redis 哨兵模式

Bertha 。 2023-01-13 14:54 223阅读 0赞

### Redis 哨兵模式 ###

*  哨兵模式的简介
 *   *  哨兵的作用
 *  启用哨兵模式
 *   *  配置哨兵
     *  启动哨兵
 *  哨兵模式的工作原理
 *   *  阶段一：监控阶段
     *  阶段二：通知阶段
     *  阶段三：故障转移阶段
     *   *  发现故障
         *  选出领头sentinel
         *  挑选备选master
         *  主从切换总结

# 哨兵模式的简介 #

*  主从切换技术的方法是︰当主服务器宕机后，需要手动把一台从服务器切换为主服务器，这就需要人工干预，费事费力，还会造成一段时间内服务不可用。这不是一种推荐的方式，更多时候，我们优先考虑哨兵模式。Redis从2.8开始正式提供了Sentinel (哨兵）架构来解决这个问题。
 *  哨兵(sentinel) 是一个分布式系统，用于对主从结构中的每台服务器进行监控，当出现故障时通过投票机制选择新的master并将所有slave连接到新的master。

## 哨兵的作用 ##

*  监控
    
     *  不断的检查master和slave是否正常运行。
     *  master存活检测、master与slave运行情况检测
 *  通知（提醒）
    
     *  当被监控的服务器出现问题时，向其他（哨兵间，客户端）发送通知。
 *  自动故障转移
    
     *  断开master与slave连接，选取一个slave作为master，将其他slave连接到新的master，并告知客户端新的服务器地址

注意：

*  哨兵也是一台redis服务器，只是不提供数据服务
 *  通常哨兵配置数量为单数

# 启用哨兵模式 #

## 配置哨兵 ##

*  配置一主二从结构
 *  配置三个哨兵（配置相同，端口不同）  
    配置sentinel.conf
 *  启动哨兵
    
        redis-sentinel sentinel-端口号.conf

查看哨兵配置文件
    [root@maomao redis-6.2.1]# cat sentinel.conf | grep -v '^#' |grep -v '^$'
    port 26379
    daemonize no
    pidfile /var/run/redis-sentinel.pid
    logfile ""
    dir /tmp
    sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2		# 自定义哨兵集群名字 最后一个2意思是 如果有两个哨兵判断master宕机 就真的宕机 
    sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000		# master连接了多少时间没有响应，则判断宕机 30000毫秒
    acllog-max-len 128
    sentinel parallel-syncs mymaster 1		# 当之前的master挂机之后 ，有新的master上位，一次有多少个master同步，根据性能
    sentinel failover-timeout mymaster 180000	# 进行同步的时候多长时间同步完成算有效，多长时间同步超时
    sentinel deny-scripts-reconfig yes
    SENTINEL resolve-hostnames no
    SENTINEL announce-hostnames no
    
    然后将哨兵配置文件拷贝到redis配置文件那里
    cat sentinel.conf | grep -v '^#' |grep -v '^$' > /usr/local/bin/redis_config/sentinel-26379.conf
    
    然后修改配置
    port 26379
    daemonize no
    pidfile /var/run/redis-sentinel.pid
    logfile ""
    dir /usr/lcoal/redis/data
    sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
    sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
    acllog-max-len 128
    sentinel parallel-syncs mymaster 1
    sentinel failover-timeout mymaster 180000
    sentinel deny-scripts-reconfig yes
    SENTINEL resolve-hostnames no
    SENTINEL announce-hostnames no
    
    修改另外两个哨兵的配置
    sed 's/26379/26380/g' sentinel-26379.conf >sentinel-26380.conf 
    sed 's/26379/26381/g' sentinel-26379.conf >sentinel-26381.conf 
    
    清空之前的数据
    [root@maomao data]# ll
    total 476
    -rw-r--r-- 1 root root 465174 Apr 18 09:22 6379.log
    -rw-r--r-- 1 root root   4645 Apr 18 03:50 6380.log
    -rw-r--r-- 1 root root   3833 Apr 18 09:38 appendonly-6379.aof
    -rw-r--r-- 1 root root    391 Apr 18 22:25 dump-6379.rdb
    -rw-r--r-- 1 root root    391 Apr 18 22:25 dump.rdb
    [root@maomao data]# rm -rf *

补充：哨兵模式的全部配置

# Example sentinel.conf
    
    # 哨兵sentinel实例运行的端口 默认26379		如果有哨兵集群，我们还需要配置每个 哨兵端口
    port 26379
    
    # 哨兵sentinel的工作目录
    dir /tmp
    
    # 哨兵sentinel监控的redis主节点的 ip port
    # master-name 可以自己命名的主节点名字 只能由字母A-z、数字0-9 、这三个字符".-_"组成。
    # quorum 当这些quorum个数sentinel哨兵认为master主节点失联 那么这时 客观上认为主节点失联了
    # sentinel monitor <master-name> <ip> <redis-port> <quorum>
    sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
    
    # 当在Redis实例中开启了requirepass foobared 授权密码 这样所有连接Redis实例的客户端都要提供密码
    # 设置哨兵sentinel 连接主从的密码 注意必须为主从设置一样的验证密码
    # sentinel auth-pass <master-name> <password>
    sentinel auth-pass mymaster MySUPER--secret-0123passw0rd
    
    
    # 指定多少毫秒之后 主节点没有应答哨兵sentinel 此时 哨兵主观上认为主节点下线 默认30秒
    # sentinel down-after-milliseconds <master-name> <milliseconds>
    sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
    
    # 这个配置项指定了在发生failover主备切换时最多可以有多少个slave同时对新的master进行 同步，
    #这个数字越小，完成failover所需的时间就越长，
    #但是如果这个数字越大，就意味着越 多的slave因为replication而不可用。
    #可以通过将这个值设为 1 来保证每次只有一个slave 处于不能处理命令请求的状态。
    # sentinel parallel-syncs <master-name> <numslaves>
    sentinel parallel-syncs mymaster 1
    
    
    
    # 故障转移的超时时间 failover-timeout 可以用在以下这些方面：
    #1. 同一个sentinel对同一个master两次failover之间的间隔时间。
    #2. 当一个slave从一个错误的master那里同步数据开始计算时间。直到slave被纠正为向正确的master那里同步数据时。
    #3.当想要取消一个正在进行的failover所需要的时间。
    #4.当进行failover时，配置所有slaves指向新的master所需的最大时间。不过，即使过了这个超时，slaves依然会被正确配置为指向master，但是就不按parallel-syncs所配置的规则来了
    # 默认三分钟
    # sentinel failover-timeout <master-name> <milliseconds>
    sentinel failover-timeout mymaster 180000
    
    # SCRIPTS EXECUTION
    
    #配置当某一事件发生时所需要执行的脚本，可以通过脚本来通知管理员，例如当系统运行不正常时发邮件通知相关人员。
    #对于脚本的运行结果有以下规则：
    #若脚本执行后返回1，那么该脚本稍后将会被再次执行，重复次数目前默认为10
    #若脚本执行后返回2，或者比2更高的一个返回值，脚本将不会重复执行。
    #如果脚本在执行过程中由于收到系统中断信号被终止了，则同返回值为1时的行为相同。
    #一个脚本的最大执行时间为60s，如果超过这个时间，脚本将会被一个SIGKILL信号终止，之后重新执行。
    
    #通知型脚本:当sentinel有任何警告级别的事件发生时（比如说redis实例的主观失效和客观失效等等），将会去调用这个脚本，
    #这时这个脚本应该通过邮件，SMS等方式去通知系统管理员关于系统不正常运行的信息。调用该脚本时，将传给脚本两个参数，
    #一个是事件的类型，
    #一个是事件的描述。
    #如果sentinel.conf配置文件中配置了这个脚本路径，那么必须保证这个脚本存在于这个路径，并且是可执行的，否则sentinel无法正常启动成功。
    #通知脚本
    # sentinel notification-script <master-name> <script-path>
    sentinel notification-script mymaster /var/redis/notify.sh
    
    # 客户端重新配置主节点参数脚本
    # 当一个master由于failover而发生改变时，这个脚本将会被调用，通知相关的客户端关于master地址已经发生改变的信息。
    # 以下参数将会在调用脚本时传给脚本:
    # <master-name> <role> <state> <from-ip> <from-port> <to-ip> <to-port>
    # 目前<state>总是“failover”,
    # <role>是“leader”或者“observer”中的一个。
    # 参数 from-ip, from-port, to-ip, to-port是用来和旧的master和新的master(即旧的slave)通信的
    # 这个脚本应该是通用的，能被多次调用，不是针对性的。
    # sentinel client-reconfig-script <master-name> <script-path>
    sentinel client-reconfig-script mymaster /var/redis/reconfig.sh	# 一般都是由运维来配置

## 启动哨兵 ##

先起主机，然后从机，最后哨兵
    
    redis-sentinel redis_config/sentinel-26379.conf 
    
    连接哨兵客户端
    redis-cli -p 26379
    
    当哨兵启动之后 哨兵的配置文件也会发生变化
    在配置最后会自动添加从机信息
    sentinel known-replica mymaster 127.0.0.1 6381
    sentinel known-replica mymaster 127.0.0.1 6380
    
    启动第二，三台哨兵
    redis-sentinel redis_config/sentinel-26380.conf
    redis-sentinel redis_config/sentinel-26380.conf
    
    配置文件又添加了哨兵的信息
    sentinel known-replica mymaster 127.0.0.1 6381
    sentinel known-replica mymaster 127.0.0.1 6380
    sentinel known-sentinel mymaster 127.0.0.1 26381 446d48f0913658b1cc89d5a9ea181864e63a5086
    sentinel known-sentinel mymaster 127.0.0.1 26380 04d12b0c3b213a7e6b64a2ce71e5beb532a79324
    
    验证主从是否正常
    127.0.0.1:6379> set name maomao
    OK
    
    127.0.0.1:6380> get name
    "maomao"
    
    验证哨兵的功能
    把master停掉
    1903:X 18 Apr 2021 22:48:56.604 * +slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ mymaster 127.0.0.1 6379
    1903:X 18 Apr 2021 22:48:56.605 * +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ mymaster 127.0.0.1 6379
    1903:X 18 Apr 2021 22:48:57.084 * +sentinel sentinel 4423fe6bdf4b9a76dc44149cb4c324f06d5a845c 127.0.0.1 26379 @ mymaster 127.
    0.0.1 63791903:X 18 Apr 2021 22:48:57.305 * +sentinel sentinel 04d12b0c3b213a7e6b64a2ce71e5beb532a79324 127.0.0.1 26380 @ mymaster 127.
    0.0.1 63791903:X 18 Apr 2021 22:52:00.711 # +sdown master mymaster 127.0.0.1 6379
    1903:X 18 Apr 2021 22:52:00.777 # +new-epoch 1
    1903:X 18 Apr 2021 22:52:00.778 # +vote-for-leader 4423fe6bdf4b9a76dc44149cb4c324f06d5a845c 1
    1903:X 18 Apr 2021 22:52:00.801 # +odown master mymaster 127.0.0.1 6379 #quorum 3/2
    1903:X 18 Apr 2021 22:52:00.801 # Next failover delay: I will not start a failover before Sun Apr 18 22:58:01 2021
    1903:X 18 Apr 2021 22:52:01.454 # +config-update-from sentinel 4423fe6bdf4b9a76dc44149cb4c324f06d5a845c 127.0.0.1 26379 @ mym
    aster 127.0.0.1 63791903:X 18 Apr 2021 22:52:01.454 # +switch-master mymaster 127.0.0.1 6379 127.0.0.1 6380
    1903:X 18 Apr 2021 22:52:01.454 * +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ mymaster 127.0.0.1 6380
    1903:X 18 Apr 2021 22:52:01.454 * +slave slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ mymaster 127.0.0.1 6380
    1903:X 18 Apr 2021 22:52:31.484 # +sdown slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ mymaster 127.0.0.1 6380
    
    6379停掉 主机从6379变成了6380
    
    6380可以写数据
    127.0.0.1:6380> set niu niu
    OK

# 哨兵模式的工作原理 #

*  哨兵在进行主从切换过程中经历三个阶段
    
     *  监控
     *  通知
     *  故障转移

## 阶段一：监控阶段 ##

*  用于同步各个节点的状态信息
    
     *  获取各个sentinel的状态（是否在线）
     *  获取master的状态
        
         *  master属性
            
             *  runid
             *  role：master
         *  各个slave的详细信息
     *  获取所有slave的状态（根据master中的slave信息）
        
         *  slave属性
            
             *  runid
             *  role：slave
             *  master\_host、master\_port
             *  offset

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhbnRldmVubA_size_16_color_FFFFFF_t_70]

1.  当第一个哨兵启动之后，先连接master，发送`info`指令
2.  哨兵和master建立了一个cmd连接，专门用于发送数据。  
    在这个过程中，还保存了所有主从哨兵信息
3.  在master端，也记录保存了主从哨兵信息
4.  哨兵根据获取到的slave信息，去连接每一个slave，发送`info`指令
5.  下一个哨兵进入之后，也是第一个连接master，但是它发现之前保存的信息，并建立cmd连接，保存了master，slaves，sentinels信息（哨兵信息中包含之前第一个进来的哨兵信息）
6.  为了保证两台哨兵信息同步，哨兵之间又建立了连接，发布订阅，可以相互对称信息，并且互相发送`ping`命令
7.  当第三个哨兵进来之后，进行相同操作，然后和另外两个哨兵组成一个循环的网络，通过订阅互相共享信息。这样获取信息速度快

## 阶段二：通知阶段 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhbnRldmVubA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
通知阶段是一个信息长期维护的阶段

1.  三个哨兵组成一个小的群体，进行信息的共享互通
2.  哨兵通过建立的cmd连接，获取master和slave的对应的工作状态
3.  不管哪个哨兵获取到信息，就会在群体之间互通，sentinel发布的信息就是一个`hello`的信息，查看主从能否回复
4.  其他sentinel都可以收到回复

## 阶段三：故障转移阶段 ##

### 发现故障 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhbnRldmVubA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

1.  当sentinel向master发送指令，结果master没有回复，发到一定阶段以后，sentinel主观认为master掉线，因此会给master标记一个`flags：SRI_S_DOWN`（主观下线）
2.  然后sentinel会把master掉线的信息传给哨兵内网里，发送一条指令指名master挂了，同网内的其他sentinel接到这个指令后就会，一直给master发送指令，结果发现master果然不回复。确定master的确掉线。然后标记`flags：SRI_O_DOWN`（客观下线）
3.  只要超过半数以上的sentinel认为master挂了，则标记`flags：SRI_O_DOWN`

### 选出领头sentinel ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhbnRldmVubA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

1.  所有sentinel在一个网络中，每个sentinel都会相当领头的
2.  然后每个sentinel会发送一个信息，包含：挂掉master的ip、端口，和之前竞选的次数，自己的runid
3.  所有sentinel开始投票，每个sentinel可以投一票，sentinel按照获得信息的先后顺序，将票数投给它一个收到信息的sentinel
4.  循环投票后票数最高的sentinel被选作领头去选择新的master

*  监控
    
     *  同步信息
 *  通知
    
     *  保持联通
 *  故障转移
    
     *  发现问题
     *  竞选负责人
     *  优选新master
     *  新master上任，其他slave切换master，原master作为slave故障回复后连接

### 挑选备选master ###

1.  挑选在线的
2.  挑选响应速度快的
3.  与原master断开时间最近的
4.  优先原则
    
     *  优先级
     *  offset
     *  runid
5.  发送指令（sentinel）
    
     *  向新的master发送slaveof no one
     *  向其他slave发送slaveof 新的masterIP、端口

### 主从切换总结 ###

*  服务器列表中挑选备选master
    
     *  在线的
     *  响应慢的
     *  与原master断开时间久的
     *  优先原则
        
         *  优先级
         *  offset
         *  runid

重启旧的master之后，作为从机

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhbnRldmVubA_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221022/3b4a1e599b964acaa2989656a6635723.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhbnRldmVubA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221022/bb45211199b543fb81a85ca534f67f77.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhbnRldmVubA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221022/d3873a7ed5bd44c3a50465a99612d3b3.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhbnRldmVubA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221022/21498b31bf5a416aaa9a0f1561004b53.png